Aciers inoxydables et eau potable

Formation continue ASF 2017

Anja König, ing. dipl. SFI / Daniela Grütter Responsable Formation

Association suisse pour la technique de soudage ASS, Bâle

René Mächler, dr sc. techn. EPF Responsable technique et assurance qualité

Hans Kohler AG Zürich

Membre du comité SWISS INOX

Eberhard Brune, ing. dipl. (TU) Métallurgie Responsable Vente Matériaux médicaux

Hempel Special Metals AG Dübendorf

Membre du comité SWISS INOX

© SVSXASS 2016 2

Ch. d’aff. 2015 CHF 9.8 millions

Effectifs au 31.12.2015:

57 collaborateurs (50.2 EPT)

Nos spécialisations:

Sécurité au travail

Formation

Conseil

Technique des matériaux

Certification

Service aux membres

Secrétariat d’associations tierces

L’ASS en chiffres

© SVSXASS 2016 3

Soudeur

Polyéthylène (PE)

Formation

Soudeur pour tous les

modes de soudage par fusion

des métaux

© SVSXASS 2016 4

Qualifications internationales de formation en soudage IWE – IWT – IWS – IWP – IW

ainsi que

Inspecteur en soudage IWIP

Formation continue: séminaires et cours d’entreprise

Formation «essais non destructifs» (VT et RT)

env. 800 participants par année

Formation

Missions SWISS INOX

• Promotion des aciers inoxydables

• Informations:

• Matériaux

• Caractéristiques

• Normes

• Traitement

• Recyclage

• Aucun intérêt commercial prépondérant

Séminaires SWISS INOX: connaissances pratiques

15.03.2017 Séminaire de base avec visite d’aciérie

26.03.2017 Aciers inoxydables pour la construction

10.05.2017 Aciers inoxydables en pratique

21.06.2017 Aciers inoxydables duplex

18.10.2017 Aciers réfractaires

22.11.2017 Essais et certification

Présentation

Formation continue ASF 2017

• Aciers inoxydables • Formes de corrosion • Surfaces et couches d’oxyde • Incidences de la corrosion sur l’eau potable • Soudage • Formage • Nettoyage

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

• Structure austénitique: l’addition de nickel de 7 à 26 % Ni • bloque la transformation de l’austénite en ferrite ou en

perlite • La trempabilité dépend de la transformation austénitique. • Chrome (16 – 26 %) et molybdène (env. 2%): amélioration de

la résistance à la corrosion

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

• Basse limite d’élasticité RP02 (à augmenter sous azote) • Résistance élevée à la traction Rm

• Dureté élevée même à basses températures • Excellente dureté à chaud • Fort taux d’écrouissage • Basse conductivité thermique • Dilatation thermique élevée Les aciers austénitiques sont non magnétiques en l’absence de ferrite ou

de martensite induite par déformation.

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

EN ASTM C N Cr Ni

1.4301 304 max. 0.07 max. 0.11 17.5 – 19.5 8.0 – 10.5

1.4307 304L max. 0.030 max. 0.11 17.5 – 19.5 8.0 – 10.5

1.4310 301 0.05 – 0.15 max. 0.11 16.0 – 19.0 6.0 – 9.5

1.4318 301LN max. 0.030 0.10 – 0.20 16.5 – 18.5 6.0 – 8.0

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

1.4301: numéro standard des aciers chrome-nickel austénitiques • Résistance élevée à la corrosion • Excellente usinabilité • Aspect attrayant • Rectifié, poli brillant ou brossé • Nombreuses applications

Acier soudé: ne résiste pas à la corrosion intercristalline. Soudage d’éléments de grandes dimensions sans recuit: utiliser le 1.4307.

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

Version améliorée de l’acier 1.4301: Acier 1.4307 à teneur réduite en carbone

Aciers inoxydables

Formation continue ASF 2017

EN ASTM Typ C N Cr Ni Mo andere

1.4401 316 0.04 - 17.2 10.2 2.1 -

1.4404 316L 0.02 - 17.2 10.1 2.1 -

1.4406 316LN 0.02 0.14 17.2 10.3 2.1 -

1.4429 316LN 0.02 0.14 17.3 12.5 2.6 -

1.4432 316L 0.02 - 16.9 10.7 2.6 -

1.4435 316L 0.02 - 17.3 12.6 2.6 -

1.4571 316Ti 0.04 - 16.8 10.9 2.1 0.4 Ti

X2CrNiMo17-12-2 - 1.4404

• L’acier 1.4404 a remplacé presque toutes les qualités stabilisées au titane de type 1.4571 en raison des progrès de la fabrication des aciers inoxydables, en particulier l’abaissement de la teneur en carbone à des concentrations très faibles.

• La résistance à la corrosion intercristalline est équivalente aux qualités stabilisées au titane et, étant donné l’absence de titane, le matériau n’est pas exposé à la corrosion dite ligne de tranchage.

X2CrNiMo17-12-2 - 1.4404

A la différence des qualités stabilisées au titane, l’acier 1.4404 a une surface améliorée et peut être poli aussi bien mécaniquement que par électrolyse.

• Etant donné l’absence de titane et des précipités dérivés du titane, l’acier 1.4404 est nettement plus facile à usiner, ce qui se traduit par des vitesses d’usinage accélérées et une augmentation de la durée de vie des machines-outils.

• Résistance à la corrosion (PRE = 23,1 - 28,5)

Corrosion intercristalline

Formation continue ASF 2017

• Corrosion sélective à la limite des grains • Invisible, donc dangereuse • Formation de carbure de chrome, env. 70 %Cr, M23C6

• Appauvrissement du chrome à la limite des grains • Endroits propices aux attaques de corrosion • Incidence majeure de la teneur en C et T

Corrosion intercristalline

Formation continue ASF 2017

Corrosion de contact

Corrosion des surfaces de contact entre différents métaux

Principe de la corrosion bimétallique

Niet=rivet

• Contact entre métaux de potentiels différents (p. ex. acier - bronze)

• Condition: eau conductrice (ions)

• Formation d‘une pile galvanique

• Le métal le moins noble se corrode

Corrosion de contact

Corrosion bimétallique sur une vis

Corrosion par piqûres

Formation continue ASF 2017

Corrosion par fissures

Soudure de pointage Distanceur Échangeur thermique spiralé

© PanGas

Corrosion fissurante

progression

• Trois conditions doivent être réunies:

• Métal sensible, p. ex. aciers austénitiques Cr-Ni

• Contraintes de traction, voire contraintes internes

• Agent catalyseur, p. ex. chlorure en solution

• Souvent combinée à la corrosion par piqûres

• Fissures transcristallines ou intercristallines

Corrosion fissurante

Facteurs incidents Côté eau La probabilité de corrosion par piqûres et de corrosion fissurante augmente proportionnellement à la teneur en ions de chlorure. Les teneurs limites admises en ions de chlorure dépendent des facteurs suivants: • pH • Température • Conditions rhéiques • Présence d‘agents oxydants • Nitrates ou sulfates La probabilité de corrosion par piqûres est élevée pour les aciers inoxydables exempts de molybdène: • Eau froide: teneur en ions de chlorure dépassant env. 200 mg/l • Eau chaude: au-dessus de 50 mg/l

Facteurs incidents Côté construction

• Éviter les interstices

• Interstices supérieurs à 0,5 mm sans conséquence

• Interstices métal/métal moins graves que les interstices métal/matériaux synthétiques

• Choisir un matériau plus résistant si les interstices sont critiques

• Matériaux d‘étanchéité: libération de chlorure faible ou inexistante

• Préserver les parties d‘ouvrage de tout contact avec des matériaux contenant des chlorures

• Eviter l‘incidence des gaz ou des vapeurs contenant des chlorures

• Isolants avec max. 0,05 % de ions de chlorure hydrosolubles

• Laine minérale: ions de chlorure hydrosolubles max. 6 mg/kg

Facteurs incidents Côté installation

• Dégagement de chaleur inapproprié lors du soudage

• Fissures, pénétrations et pores dans le cordon de soudure

• Couleurs de revenu, calaminages, projections et scories

• Soudage à coeur insuffisant

• Couches d‘oxyde et de calamine consécutives à l‘utilisation d‘un gaz de protection inadapté

• Eliminer les oxydes par décapage, ponçage ou grenaillage à perles de verre

• Tensions internes induites par un ponçage grossier

• Eliminer soigneusement toute trace d‘usure du métal et de rouille

• Nettoyage

Directement après la soudure WIG Après nettoyage électrochimique

Soudage par impulsions WIG

Soudage sans gaz de protection

Soudage sous gaz de protection

Couche d‘oxydation

•Généralité: modifications cristallines

•Formation de la couche passive

•Nouvelles couches de protection

•Diffusion des particules d‘alliage

•Précipitations aux limites de grain

•Oxydation surfacique

•Blocage de l‘équilibrage des concentrations

Couleurs de revenu

•Provoquées par O2, CO2, H2O

•Couleurs de revenu = oxydes mixtes

•Couleur générée par les interférences

•Même couleur = couche de même épaisseur

•Echelle chromatique: jaune - rouge - bleu

•jaune: 40 - 50 nm

•rouge: env. 100 nm

•bleu: env. 175 nm

Soudage sous gaz de protection, à jet plein pour tuyaux de petits diamètres < env. 12 mm, en chambre d‘inertage pour les tuyaux de diamètres plus importants

Soudage sous gaz de protection

Soudage sous gaz de protection

Soudage sous gaz de protection

• Sans mesures préventives, oxydation de la face intérieure des tuyaux pendant le soudage orbital d‘aciers inoxydables

Résistance à la corrosion seulement par couche de passivation • Couleurs de revenu = couches d‘oxydation

de composition et de structure différentes

• Le soudage sous gaz inerte réducteur évite les couleurs de revenu et assure la résistance à la corrosion de la racine du cordon de soudure.

Règles de soudage sous gaz de protection

• Limiter autant que possible le volume d‘atmosphère protectrice (p. ex. dispositifs spéciaux de chambrage)

• Diffuser le gaz de protection de racine lentement, sur une grande surface, si possible équivalente au diamètre de travail (p. ex. à travers une tôle perforée, de la laine d‘acier ou un métal fritté)

• Attention à la densité relative du gaz de purge (surtout pour le processus de mise en place de l‘atmosphère protectrice)

• Ohne Massnahmen oxidieren Rohrinnenseiten beim Orbitalschweissen von Rostfrei-Stählen

• Korrosionsbeständigkeit durch Passivschicht

• Anlauffarben = Oxidschichten mit anderer Zusammensetzung und anderer Struktur

• Formieren mit reduzierend wirkenden Inertgas-Mischungen vermeidet Anlauffarben und sichert Korrosionsbeständigkeit der Nahtwurzel

• Sans mesures préventives, oxydation de la face intérieure des tuyaux pendant le soudage orbital d‘aciers inoxydables

• Résistance à la corrosion seulement par couche de passivation • Couleurs de revenu = couches d‘oxydation de composition et de

structure différentes • Le soudage sous gaz inerte réducteur évite les couleurs de revenu

et assure la résistance à la corrosion de la racine du cordon de soudure.

Praktische Erfahrungen mit Edelstahl Rostfrei

Verrohrungen, Einbauteile und Auskleidungen

Schachtabdeckungen, Einsteigleitern, Treppen, Geländer, Handläufe, Gitterroste, Loch- und Riffelbleche

Wichtig: Korrosionsbeständigkeit an der Atmosphäre

In ländlicher Umgebung oder in normaler Stadtatmosphäre: 1.4301 oder 1.4307 wahrscheinlich beste Werkstoffwahl

Expérience pratique de l’acier inoxydable

• Tuyauteries, composants et revêtements

• Regards de visite, échelles d’accès, escaliers, garde-corps, mains courantes, grillages, tôles perforées et tôles gaufrées

• Important: résistance à la corrosion atmosphérique

• En zone rurale ou en zone urbaine normale, les aciers 1.4301 ou 1.4307 sont probablement les meilleurs choix.

Praktische Erfahrungen mit Edelstahl Rostfrei

höhere Korrosionsbelastung, Industrie- oder Meeresatmosphäre:

• Chrom-Nickel-Molybdänstähle

• Duplex- Edelstähle 1.4362 bzw. 1.4462

• oder hoch legierter Austenit 1.4439.

Auskleidungen von Trinkwasser-Hochbehältern:

1,5 mm dicke Bleche aus 1.4404 mit 2B-Oberfläche

Expérience pratique de l’acier inoxydable

Surcharge corrosive: atmosphère industrielle ou maritime:

• Aciers au chrome-nickel-molybdène

• Aciers duplex 1.4362 ou 1.4462

• ou acier austénitique hautement allié 1.4439

Revêtement des réservoirs surélevés d’eau potable: tôle de 1,5 mm d’épaisseur en acier 1.4404, surface 2b

Praktische Erfahrungen mit Edelstahl Rostfrei

Chrom-Nickel-Molybdänstähle (1.4404) auch für:

• Rohrleitungen und Einbauteile in Wasserkammern

• Trinkwasseraufbereitung mit Sauerstoff, Ozon, Chlor

• Membranfilter

Expérience pratique de l’acier inoxydable

Aciers au chrome-nickel-molybdène (1.4404) aussi pour: • Conduites et composants des chambres d’eau

• Désinfection de l’eau: oxygène, ozone, chlore

• Filtration sur membrane

SBV – Weitebildungskurse 2017 40

Nettoyage et entretien

• Retirer les pellicules de protection immédiatement après mise en oeuvre et pose.

• Altération accélérée des pellicules sous l’effet de la chaleur et de la lumière.

• Il n’est alors plus possible de retirer les pellicules sans trace.

• Nettoyer intégralement les éventuels résidus d’adhésif et autres souillures.

• Utiliser exclusivement des nettoyants spéciaux pour aciers inoxydables.

Acier inoxydable

Bild: INOX-Schweisstechnik

Merci de votre attention!